Sources d`électrons

Les Sources d’électrons
Ecole Accélérateur IN2P3
Sept. 2009
H. Monard - LAL

Plan de l’exposé
• Rappels
• Processus émissions,
cathodes et canons
• Nouvelles sources
• conclusions
A la recherche de la source idéale

Qu’est-ce qu’un électron ?
•Une particule chargée (1897)
q = -1.602 x 10-19 C m = 9.01 x 10-31 kg Eo = 0.511 MeV*
*1 eV = énergie d’un électron sous une ddp de 1 V
Masse très faible !!
•Sensible au champ électrique E et magnétique B
β= v/c** vaut rapidement ~ 1
γ= E/Eo + 1 ~ E/Eo ~ 2 E Energie en MeV
accélération rotation
Paramètres relativistes
**c = 3 x 108m/s
Rapidement relativiste
et trajectoires hélicoïdales
Exemple : E = 2 MeV
γ= 2/0.5 + 1 = 5
β= 1-1/γ² = 0.9797
v = 2.94 x 108m/s
E = mc²
F = q (E + v ^ B)

Où se trouvent les électrons ?
• Matière = atomes = noyau
(protons+neutrons) + électrons
• Les électrons sont liés au noyau par
interaction EM et sont placés sur
certaines orbites (énergies
particulières discrètes)
• Matière solide = ensemble d’atomes
conducteur = électrons de valence
mis en commun et réseau d’ions
• Il faut perturber la matière pour lui
ôter ses électrons
A
ZXZ = nbre de protons (+)
nbre d’électrons (-)
N = A – Z = nbre de neutrons
modèle planétaire en physique classique
10-10 m
+-
Statistique de Fermi-Dirac
(modèle classique)
Densité électrons ~ 1023 cm3

• Faisceau Intense : courant élevé
• Cathode robuste : longue durée de vie
• Faisceau Brillant 1/émittance
• Durée impulsion courte
Comment fait-on un
faisceau d’électrons ?
cathode anode
faisceau
E
Principe du canon Émission d’électrons + accélération avec E
énergie faisceau du keV au MeV
Quatre principes physiques d’émission
Faisceau = ensemble d’électrons
répulsion coulombienne --
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